JP3657082B2 - 燃焼装置 - Google Patents
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- Air Supply (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃焼装置に関し、特に石油ファンヒータ等の液体燃料燃焼装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は従来の燃焼装置の側面断面図であり、図７は図６に示す燃焼装置の燃焼室の斜視図であり、図８は燃焼装置のバーナ近傍の断面図である。
【０００３】
まず、従来の燃焼装置の構成について説明する。
【０００４】
従来の燃焼装置は、図８に示すように、液体燃料を加熱して気化した気化燃料１１が気化器７のノズル８よりバーナ１３内に噴射され、この燃料ガス噴射のエゼクター効果により燃焼用の一次空気１０の必要量もバーナ１３内に自然吸入され、その内部で混合された後、バーナ１３の炎孔部１６にて燃焼する。
【０００５】
前記バーナ１３は、図６に示すように、燃焼室３およびバーナボックス４によって形成された燃焼囲部５内に収められている。
【０００６】
そして、前記燃焼室３の後部に設けた対流送風機１７は燃焼開始とともに回転し、室内空気を燃焼熱と混合して温風として吹出口２３から排出させる。
【０００７】
燃焼室３内に供給される二次空気は、燃焼室３の背面の中間部の高さに設けられた第１の二次空気導入口２１および燃焼室３の左右側面の中間部から上部にかけて設けられた第２の二次空気導入口２２から、それぞれ対流送風機１７から送風される一部を強制的に燃焼用二次空気として供給される。そして、該二次空気はバーナ１３周辺に勢いよく供給されて酸化反応を促進させている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように従来の燃焼装置においては、発熱量に応じて送風ファン１７の回転数制御によって燃焼室３内の燃焼炎２４に対する二次空気の供給量を制御している。そして、燃焼室１３内への二次空気の供給方法は、燃焼室１３背面の複数個の第１の二次空気導入口２１からと燃焼室１３側面を切欠いた第２の二次空気導入口２２からそれぞれ行っている。
【０００９】
しかしながら、前記第１の二次空気導入口２１の穴径や第２の二次空気導入口２２の切欠きの程度によっては多量の二次空気が供給されることになり、バーナ１３上で燃焼炎２４が不安定になったり、燃焼臭がしたり、さらに炎孔部１６の周辺に二次空気が供給されるとＮＯXが増大するような欠点があった。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑み、ＮＯXの低減が図れる燃焼装置の提供を目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の燃焼装置は、一次空気と混合された気化燃料を燃焼させるバーナーと、該バーナーの燃焼炎を囲う燃焼室と、前記バーナーに対して上方に配設され前記燃焼炎を完全酸化反応させる二次空気を前記燃焼室内に導入する導入口とを備えた燃焼装置において、前記燃焼室内に、前記燃焼室の背面、側面に設けた導入口からの二次空気が前記燃焼炎の酸化反応開始域に導入されることを防止する遮蔽手段を強制燃焼時における前記燃焼炎の酸化反応終了域と酸化反応活発域との境界、または該境界の下方であって且つ前記燃焼炎の酸化反応開始域の上方に設けたことを特徴とするものである。
【００１２】
また、前記燃焼室は、前記遮蔽手段から下側では二次空気の供給が遮蔽された状態で、前記遮蔽手段から上側では二次空気を強制的に供給し酸素リッチな状態
とする２層構造の燃焼室であることを特徴とするものである。
【００１５】
上記構成によれば、本発明の燃焼装置は、燃焼室内に、導入口からの二次空気が燃焼炎の酸化反応開始域に導入されることを防止する遮蔽手段を設けた構成なので、前記燃焼炎の酸化反応開始域に二次空気が導入されて急速に酸化反応して前記酸化反応開始域が高温度となることを防止することができる。
【００１７】
さらに、前記遮蔽手段の取付位置を、強燃焼時における前記燃焼炎の酸化反応終了域と酸化反応活発域との境界、または該境界の下方であって且つ前記燃焼炎の酸化反応開始域の上方とした構成なので、前記酸化反応終了域に二次空気を強制導入して、前記酸化反応終了域が残りの気化燃料の完全酸化反応により高温度となることを防止することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態にかかる燃焼装置について、図面とともに説明する。
【００２０】
図１は本発明の実施の形態にかかる燃焼装置の側面断面図であり、図２は図１に示す燃焼装置の燃焼室の斜視図であり、図３は図２に示す燃焼室の正面断面図であり、図４は他の燃焼室の正面断面図である。なお、図２においては二次空気遮蔽用仕切板を透視している。また、従来例と同一の構成部分については同一符号を付している。
【００２１】
本実施の形態にかかる石油ファンヒータ等の燃焼装置において、液体燃料を加熱して気化した気化燃料１１と燃焼用の一次空気１０とは、バーナ１３へ送り込まれ、その内部で混合された後、炎孔部１６にて燃焼する（図８参照）。
【００２２】
前記バーナ１３を囲う燃焼囲部５は、燃焼室３およびバーナボックス４により形成されている。
【００２３】
前記燃焼室３内には、後述する導入口２１，２２からの二次空気がバーナ１３の炎孔部１６の周辺、すなわち燃焼炎２４の酸化反応開始域（Ａ域）に導入されることを防止する二次空気遮蔽用仕切板２５が適当な位置に取付けられている。
【００２４】
具体的には、前記二次空気遮蔽用仕切板２５を、強燃焼時における前記燃焼炎２４の酸化反応終了域（Ｃ域）と酸化反応活発域（Ｂ域）との境界、または該境界の下方であって且つ前記燃焼炎２４の酸化反応開始域（Ａ域）の上方の位置に取付てなる。さらには、微弱燃焼時における前記燃焼炎２４の酸化反応活発域（Ｂ域）の上方の位置に取付てなる（図５参照）。
【００２５】
この二次空気遮蔽用仕切板２５により、当該二次空気遮蔽用仕切板２５から下側（バーナ１３に近い側）では二次空気の供給を減少させた雰囲気とし、また当該二次空気遮蔽用仕切板２５から上側（燃焼室出口に近い側）では二次空気を強制的に供給し、酸素（空気）リッチな状態にして燃焼炎２４の酸化反応を促進させる、２層構造の燃焼室３としている。
【００２６】
前記燃焼室３の背面には第１の二次空気導入口２１が、さらに燃焼室３の左右側面それぞれには切起こしにて形成した第２の二次空気導入口２２，２２がそれぞれ配設され、対流送風機１７からの風の一部が前記導入口２１，２２から燃焼室３内に供給され、燃焼用二次空気となる。
【００２７】
燃焼炎２４はドラフト効果によって略燃焼室３の中央部から立上がることになるため、燃焼室３内に供給された二次空気は、燃焼室３の内壁またはその近くに沿った所から下方へ進み、二次空気遮蔽用仕切板２５にぶち当って燃焼炎２４に作用する。
【００２８】
したがって、二次空気は前記二次空気遮蔽用仕切板２５から上部で燃焼炎２４と接触することになり、この接触する酸化反応終了域で未分解ガスの分解，酸化反応をすみやかに終了させると同時に、酸化反応終了の火炎後流では燃焼ガスの高温化を抑制し、低ＮＯX化を図ることができる。
【００２９】
また、二次空気遮蔽用仕切板２５の下方では当該二次空気遮蔽用仕切板２５の遮蔽によって二次空気の供給は遮蔽された状態となり、一次空気のみで未燃ガスの分解，酸化反応を行うことで、火炎面での反応を緩慢にして燃焼ガスが高温度になることを抑制している。
【００３０】
図５は燃焼炎の説明図であり、燃焼時におけるＮＯX生成については次のように考えられる。
【００３１】
図５に示すＡ域は、未燃ガスが炎孔部１６の薄い火炎面を通過する時に急速に酸化反応して高温度ガスになろうとする酸化反応開始域であり、火炎面よりやや上のＢ域は未燃ガスの分解，酸化反応が活発に行われる酸化反応活発域であり、Ｃ域は酸化反応活発域を過ぎた火炎後流で酸化反応がほぼ終了する酸化反応終了域である。
【００３２】
ＮＯX生成はＡ域の火炎面の酸化反応開始域とＣ域の火炎後流の酸化反応終了域である。Ｂ域は完全燃焼する酸化反応活発域であるため、人為的に火炎温度を下げたりするとかえって不完全燃焼をきたしＣＯ増加や未燃臭ガスを誘発する危険がある。このため、前記燃焼室３内における前記二次空気遮蔽用仕切板２５の取付位置を上記の位置としている。
【００３３】
図３および図４はそれぞれ二次空気遮蔽用仕切板２５の形状を示したものであり、その先端（燃焼室３の中心側）は、図３に示すような燃焼室３の底面と少なくとも平行（水平）から図４に示すような燃焼室３の上方に向いていることが必要であり、二次空気遮蔽用仕切板２５の先端が燃焼室３の下方に向いていると二次空気が二次空気遮蔽用仕切板２５よりも下方へ供給されることとなり、低ＮＯX化の効果がみられなくなる。
【００３４】
下記表に本発明の実施の形態にかかる燃焼装置と従来の燃焼装置との排ガス比較データを示す。
【００３５】
【表１】
【００３６】
このように、本発明の実施の形態にかかる燃焼装置によれば、３０％弱のＮＯX低減を図ることができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の燃焼装置によれば、燃焼炎の酸化反応開始域に二次空気が導入されて急速に酸化反応して前記酸化反応開始域が高温度となることを防止できる。したがって、前記酸化反応開始域におけるＮＯXの生成を低減することができる。また、二次空気の導入口に若干のバラツキがあっても、それを吸収することができる。
【００３８】
さらに、燃焼炎の酸化反応終了域が残りの気化燃料の完全酸化反応により高温度となることを防止できる。したがって、酸化反応終了域におけるＮＯXの生成を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる燃焼装置の側面断面図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかる燃焼装置の燃焼室の斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態にかかる燃焼装置の燃焼室の正面断面図である。
【図４】他の燃焼室の正面断面図である。
【図５】燃焼炎の説明図である。
【図６】従来の燃焼装置の側面断面図である。
【図７】従来の燃焼装置の燃焼室の斜視図である。
【図８】燃焼装置のバーナ近傍の断面図である。
【符号の説明】
３ 燃焼室
１３ バーナ
２１ 第１の二次空気導入口
２２ 第２の二次空気導入口
２４ 燃焼炎
２５ 二次空気遮蔽用仕切板
【発明の属する技術分野】
本発明は燃焼装置に関し、特に石油ファンヒータ等の液体燃料燃焼装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は従来の燃焼装置の側面断面図であり、図７は図６に示す燃焼装置の燃焼室の斜視図であり、図８は燃焼装置のバーナ近傍の断面図である。
【０００３】
まず、従来の燃焼装置の構成について説明する。
【０００４】
従来の燃焼装置は、図８に示すように、液体燃料を加熱して気化した気化燃料１１が気化器７のノズル８よりバーナ１３内に噴射され、この燃料ガス噴射のエゼクター効果により燃焼用の一次空気１０の必要量もバーナ１３内に自然吸入され、その内部で混合された後、バーナ１３の炎孔部１６にて燃焼する。
【０００５】
前記バーナ１３は、図６に示すように、燃焼室３およびバーナボックス４によって形成された燃焼囲部５内に収められている。
【０００６】
そして、前記燃焼室３の後部に設けた対流送風機１７は燃焼開始とともに回転し、室内空気を燃焼熱と混合して温風として吹出口２３から排出させる。
【０００７】
燃焼室３内に供給される二次空気は、燃焼室３の背面の中間部の高さに設けられた第１の二次空気導入口２１および燃焼室３の左右側面の中間部から上部にかけて設けられた第２の二次空気導入口２２から、それぞれ対流送風機１７から送風される一部を強制的に燃焼用二次空気として供給される。そして、該二次空気はバーナ１３周辺に勢いよく供給されて酸化反応を促進させている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように従来の燃焼装置においては、発熱量に応じて送風ファン１７の回転数制御によって燃焼室３内の燃焼炎２４に対する二次空気の供給量を制御している。そして、燃焼室１３内への二次空気の供給方法は、燃焼室１３背面の複数個の第１の二次空気導入口２１からと燃焼室１３側面を切欠いた第２の二次空気導入口２２からそれぞれ行っている。
【０００９】
しかしながら、前記第１の二次空気導入口２１の穴径や第２の二次空気導入口２２の切欠きの程度によっては多量の二次空気が供給されることになり、バーナ１３上で燃焼炎２４が不安定になったり、燃焼臭がしたり、さらに炎孔部１６の周辺に二次空気が供給されるとＮＯXが増大するような欠点があった。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑み、ＮＯXの低減が図れる燃焼装置の提供を目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の燃焼装置は、一次空気と混合された気化燃料を燃焼させるバーナーと、該バーナーの燃焼炎を囲う燃焼室と、前記バーナーに対して上方に配設され前記燃焼炎を完全酸化反応させる二次空気を前記燃焼室内に導入する導入口とを備えた燃焼装置において、前記燃焼室内に、前記燃焼室の背面、側面に設けた導入口からの二次空気が前記燃焼炎の酸化反応開始域に導入されることを防止する遮蔽手段を強制燃焼時における前記燃焼炎の酸化反応終了域と酸化反応活発域との境界、または該境界の下方であって且つ前記燃焼炎の酸化反応開始域の上方に設けたことを特徴とするものである。
【００１２】
また、前記燃焼室は、前記遮蔽手段から下側では二次空気の供給が遮蔽された状態で、前記遮蔽手段から上側では二次空気を強制的に供給し酸素リッチな状態
とする２層構造の燃焼室であることを特徴とするものである。
【００１５】
上記構成によれば、本発明の燃焼装置は、燃焼室内に、導入口からの二次空気が燃焼炎の酸化反応開始域に導入されることを防止する遮蔽手段を設けた構成なので、前記燃焼炎の酸化反応開始域に二次空気が導入されて急速に酸化反応して前記酸化反応開始域が高温度となることを防止することができる。
【００１７】
さらに、前記遮蔽手段の取付位置を、強燃焼時における前記燃焼炎の酸化反応終了域と酸化反応活発域との境界、または該境界の下方であって且つ前記燃焼炎の酸化反応開始域の上方とした構成なので、前記酸化反応終了域に二次空気を強制導入して、前記酸化反応終了域が残りの気化燃料の完全酸化反応により高温度となることを防止することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態にかかる燃焼装置について、図面とともに説明する。
【００２０】
図１は本発明の実施の形態にかかる燃焼装置の側面断面図であり、図２は図１に示す燃焼装置の燃焼室の斜視図であり、図３は図２に示す燃焼室の正面断面図であり、図４は他の燃焼室の正面断面図である。なお、図２においては二次空気遮蔽用仕切板を透視している。また、従来例と同一の構成部分については同一符号を付している。
【００２１】
本実施の形態にかかる石油ファンヒータ等の燃焼装置において、液体燃料を加熱して気化した気化燃料１１と燃焼用の一次空気１０とは、バーナ１３へ送り込まれ、その内部で混合された後、炎孔部１６にて燃焼する（図８参照）。
【００２２】
前記バーナ１３を囲う燃焼囲部５は、燃焼室３およびバーナボックス４により形成されている。
【００２３】
前記燃焼室３内には、後述する導入口２１，２２からの二次空気がバーナ１３の炎孔部１６の周辺、すなわち燃焼炎２４の酸化反応開始域（Ａ域）に導入されることを防止する二次空気遮蔽用仕切板２５が適当な位置に取付けられている。
【００２４】
具体的には、前記二次空気遮蔽用仕切板２５を、強燃焼時における前記燃焼炎２４の酸化反応終了域（Ｃ域）と酸化反応活発域（Ｂ域）との境界、または該境界の下方であって且つ前記燃焼炎２４の酸化反応開始域（Ａ域）の上方の位置に取付てなる。さらには、微弱燃焼時における前記燃焼炎２４の酸化反応活発域（Ｂ域）の上方の位置に取付てなる（図５参照）。
【００２５】
この二次空気遮蔽用仕切板２５により、当該二次空気遮蔽用仕切板２５から下側（バーナ１３に近い側）では二次空気の供給を減少させた雰囲気とし、また当該二次空気遮蔽用仕切板２５から上側（燃焼室出口に近い側）では二次空気を強制的に供給し、酸素（空気）リッチな状態にして燃焼炎２４の酸化反応を促進させる、２層構造の燃焼室３としている。
【００２６】
前記燃焼室３の背面には第１の二次空気導入口２１が、さらに燃焼室３の左右側面それぞれには切起こしにて形成した第２の二次空気導入口２２，２２がそれぞれ配設され、対流送風機１７からの風の一部が前記導入口２１，２２から燃焼室３内に供給され、燃焼用二次空気となる。
【００２７】
燃焼炎２４はドラフト効果によって略燃焼室３の中央部から立上がることになるため、燃焼室３内に供給された二次空気は、燃焼室３の内壁またはその近くに沿った所から下方へ進み、二次空気遮蔽用仕切板２５にぶち当って燃焼炎２４に作用する。
【００２８】
したがって、二次空気は前記二次空気遮蔽用仕切板２５から上部で燃焼炎２４と接触することになり、この接触する酸化反応終了域で未分解ガスの分解，酸化反応をすみやかに終了させると同時に、酸化反応終了の火炎後流では燃焼ガスの高温化を抑制し、低ＮＯX化を図ることができる。
【００２９】
また、二次空気遮蔽用仕切板２５の下方では当該二次空気遮蔽用仕切板２５の遮蔽によって二次空気の供給は遮蔽された状態となり、一次空気のみで未燃ガスの分解，酸化反応を行うことで、火炎面での反応を緩慢にして燃焼ガスが高温度になることを抑制している。
【００３０】
図５は燃焼炎の説明図であり、燃焼時におけるＮＯX生成については次のように考えられる。
【００３１】
図５に示すＡ域は、未燃ガスが炎孔部１６の薄い火炎面を通過する時に急速に酸化反応して高温度ガスになろうとする酸化反応開始域であり、火炎面よりやや上のＢ域は未燃ガスの分解，酸化反応が活発に行われる酸化反応活発域であり、Ｃ域は酸化反応活発域を過ぎた火炎後流で酸化反応がほぼ終了する酸化反応終了域である。
【００３２】
ＮＯX生成はＡ域の火炎面の酸化反応開始域とＣ域の火炎後流の酸化反応終了域である。Ｂ域は完全燃焼する酸化反応活発域であるため、人為的に火炎温度を下げたりするとかえって不完全燃焼をきたしＣＯ増加や未燃臭ガスを誘発する危険がある。このため、前記燃焼室３内における前記二次空気遮蔽用仕切板２５の取付位置を上記の位置としている。
【００３３】
図３および図４はそれぞれ二次空気遮蔽用仕切板２５の形状を示したものであり、その先端（燃焼室３の中心側）は、図３に示すような燃焼室３の底面と少なくとも平行（水平）から図４に示すような燃焼室３の上方に向いていることが必要であり、二次空気遮蔽用仕切板２５の先端が燃焼室３の下方に向いていると二次空気が二次空気遮蔽用仕切板２５よりも下方へ供給されることとなり、低ＮＯX化の効果がみられなくなる。
【００３４】
下記表に本発明の実施の形態にかかる燃焼装置と従来の燃焼装置との排ガス比較データを示す。
【００３５】
【表１】
このように、本発明の実施の形態にかかる燃焼装置によれば、３０％弱のＮＯX低減を図ることができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の燃焼装置によれば、燃焼炎の酸化反応開始域に二次空気が導入されて急速に酸化反応して前記酸化反応開始域が高温度となることを防止できる。したがって、前記酸化反応開始域におけるＮＯXの生成を低減することができる。また、二次空気の導入口に若干のバラツキがあっても、それを吸収することができる。
【００３８】
さらに、燃焼炎の酸化反応終了域が残りの気化燃料の完全酸化反応により高温度となることを防止できる。したがって、酸化反応終了域におけるＮＯXの生成を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる燃焼装置の側面断面図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかる燃焼装置の燃焼室の斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態にかかる燃焼装置の燃焼室の正面断面図である。
【図４】他の燃焼室の正面断面図である。
【図５】燃焼炎の説明図である。
【図６】従来の燃焼装置の側面断面図である。
【図７】従来の燃焼装置の燃焼室の斜視図である。
【図８】燃焼装置のバーナ近傍の断面図である。
【符号の説明】
３ 燃焼室
１３ バーナ
２１ 第１の二次空気導入口
２２ 第２の二次空気導入口
２４ 燃焼炎
２５ 二次空気遮蔽用仕切板
Claims (2)
- 一次空気と混合された気化燃料を燃焼させるバーナーと、該バーナーの燃焼炎を囲う燃焼室と、前記バーナーに対して上方に配設され前記燃焼炎を完全酸化反応させる二次空気を前記燃焼室内に導入する導入口とを備えた燃焼装置において、
前記燃焼室内に、前記燃焼室の背面、側面に設けた導入口からの二次空気が前記燃焼炎の酸化反応開始域に導入されることを防止する遮蔽手段を強制燃焼時における前記燃焼炎の酸化反応終了域と酸化反応活発域との境界、または該境界の下方であって且つ前記燃焼炎の酸化反応開始域の上方に設けたことを特徴とする燃焼装置。 - 前記燃焼室は、
前記遮蔽手段から下側では二次空気の供給が遮蔽された状態で、
前記遮蔽手段から上側では二次空気を強制的に供給し酸素リッチな状態
とする２層構造の燃焼室であることを特徴とする請求項１記載の燃焼装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16078097A JP3657082B2 (ja) | 1997-06-18 | 1997-06-18 | 燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16078097A JP3657082B2 (ja) | 1997-06-18 | 1997-06-18 | 燃焼装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1114039A JPH1114039A (ja) | 1999-01-22 |
| JP3657082B2 true JP3657082B2 (ja) | 2005-06-08 |
Family
ID=15722299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16078097A Expired - Fee Related JP3657082B2 (ja) | 1997-06-18 | 1997-06-18 | 燃焼装置 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP3657082B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4616717B2 (ja) * | 2005-07-15 | 2011-01-19 | ダイニチ工業株式会社 | 液体燃料燃焼装置 |
-
1997
- 1997-06-18 JP JP16078097A patent/JP3657082B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1114039A (ja) | 1999-01-22 |
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